PEMEX-REFINACION INSTITUTO MEXICANO DEL PETROLEO XVI Foro de Avances de la Industria de Refinación Energía Solar y Nuevas Tecnologías Méxcio, D.F., Junio, 2010 Carlos Ramos cramos@iie.org.mx Gerencia de Energías No Convencionales Instituto de Investigaciones Eléctricas, México
Qué son las Tecnologías Termosolares a Concentración? Los sistemas de energía solar térmica a concentración producen calor o electricidad mediante el uso de espejos que concentran los rayos del sol a temperaturas que oscilan entre los 400 y 1000 ºC Las centrales solares pueden integrarse con almacenamiento o en operación híbrida con otros combustibles En la actualidad estas centrales pueden tener potencias desde 30 MW hasta por encima de los 100 MW
Porqué Utilizarlas? La energía solar térmica a concentración es una forma viable de generar electricidad y calor de proceso Esta tecnología no contribuye al cambio climático y su fuente es inagotable Técnicamente madura para crecer en su aplicación en forma exponencial (franja solar) Sustitución y desplazamiento de combustibles fósiles Otras aplicaciones importantes (desalación de agua, producción de frío, química solar)
Sistemas Termosolares a Concentración Fuente: Solarpaces annual report Receptor Central 500-1000 C Canales Parabólicos 150-400 C Platos Parabólicos 500-1500 C
Tecnología de Receptor Central Colector (Helióstatos) Receptor (Cavidad o externo) Almacenamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático
Tecnología de Canal Parabólica Colector - Receptor Almacenamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático
Tecnología de Plato Parabólico Colector (concentrador) Receptor (motor Stirling) Estructura y mecanismos de direccionamiento Unidad de Generación Eléctrica Unidad de Control Automático
Instalaciones de Prueba y Plantas PSA (E) PSI (CH) Solar One (US) CNRS (F) SEGS (US) WIS (IL) ANU (AUS)
Plantas Termosolares a Concentración para Generación de Electricidad Campo Solar Integrado a Ciclos Rankine Campo Solar Integrado a Ciclos Combinados (Integrated Solar Combined Cycle, ISCC) Fuente: Michael Geyer, SolarPACES Implementing Agreement
Canal Parabólica: Comercial Instalaciones a escala industrial Plantas Termosolares a Concentración Potencia Despachable Receptor Central: Pre-Comercial Instalaciones a escala piloto y escala industrial Plantas de hasta 200 MW o varias plantas Eficiencias moderadas (Solareléctrica) Con almacenamiento podrían obtenerse factores de planta por arriba del 70%
Plato Parabólico: Pre-comercial Instalaciones a nivel de planta piloto Modulares(10-25 kwe) Generación distribuida Alta eficiencia Integración para conformar plantas a gran escala Plantas Termosolares a Concentración Potencia No-Despachable
Plantas Termosolares a Concentración en operación (Canal Parabólica) Solar Energy Generating Systems (SEGS I-IX), Kramer Junction, Dagget y Harper Lake, CA., 9 plantas totalizando 354 MWe Arizona 1 MW Nevada Solar One 64 MW
Plantas Termosolares a Concentración en operación (Canal Parabólica) Andasol 1 50 MW Almacenamiento (7.5 h) Sales fundidas
Plantas Termosolares a Concentración en operación (Receptor Central) PS10: 10 MW 624 heliostatos Torre de 120 m de altura Receptor cavidad
Plantas Termosolares a Concentración en operación (Receptor Central) PS20: 20 MW 1255 heliostatos (120 m2) Torre de 165 m de altura Receptor cavidad
Plantas Termosolares a Concentración Volumen de Mercado Mundial (al 2009 en MW) País En operación En construcción Propuestas Total España 132 1417 12682 14231 EUA 424 6987 7411 Israel 220 220 Argelia 25 140 165 Sudáfrica 100 100 China 50 50 Grecia 50 50 México 31? 31 Egipto 25 25 Marruecos 6 20 26 Italia 5 5 Australia 2 2 Alemania 2 2 TOTAL 564 1544 20210 22318
Energía Solar Térmica Base Tecnológica Entorno Munidal Tendencias tecnológicas: Proyectos pilotos de CC con CP Desarrollo de nuevos ciclos para RC Identificación de nichos de aplicación Costos estimados: Instalación: 3500-? US$/kW Generación: actual 11-15 US /kwh, proyectado al 2020 4-5 US /kwh Capacidad instalada: al 2009: 564 MW
Entorno Mundial Esquemas de Promoción Portafolio renovable Compra obligatoria Bonos a productores Precio verde Información ambiental abierta Políticas para extensión de líneas Planeación integrada de recursos
Condiciones del Entorno en México Recursos energéticos disponibles: no suficientemente explorados ni caracterizados Tecnologías: arsenal local limitado; disponibles en entorno internacional Nichos regionales de posibles aplicaciones rentables: electrificación rural, generación distribuida, pequeña generación, repotenciación, química solar Marco legal limitativo, en evolución Marco programático incipiente
Energía Solar Térmica Posibilidades en Mexico Más de 3500 MW explotables Subvención GEF para una planta de CC con CP (50 millones US$) Repotenciación Proyectos varios de desarrollo tecnológico (RC, CP, PP)
Escenario Bajo un escenario moderado países con recurso solar podrían: Generar una inversión de 8500 millones de USD en 2015 y unos 70000 millones de USD para el 2050 Crear más de 200000 empleos para 2020 y poco más de un millón en 2050 Ahorrar 148 millones de toneladas de CO 2 anuales en 2020 que llegarían a poco más de 2000 millones para 2050
Conclusiones Las TSC ofrecen buenas oportunidades para el fortalecimiento del sistema energético (eléctrico, industrial, residencial, transporte) Abundantes recursos energéticos alternos que no están siendo explotados, ni considerados en los planes de expansión de los diferentes sectores Para revertir esta situación es necesario instrumentar planes y programas en ES, orientados a: Mejorar el conocimiento cuantitativo y cualitativo de los recursos Incrementar el número de recursos humanos calificados en el tema Asimilar la tecnología y transferirla a la industria nacional Desarrollar nuevas tecnologías destinadas al mercado Además es necesario adecuar el marco regulatorio, a fin de que la ES tenga igualdad de oportunidades en los programas de creación de infraestructura energética.
Gracias...